2-第二章人类活动对水环境的影响

第2章人类活动对水环境的影响水文效应、水环境质量的影响、水资源开发的环境负效应、中国水环境状况2.1人类活动对水循环与水资源的影响2.1.1人类活动的水文效应指人类活动引起的水文循环状况和水量平衡要素在时间、空间和数量上的变化，以及由于人为因素使地理环境发生改变，从而引起水循环要素、过程、水文情势、水资源发生的变化。直接影响间接影响2.1.2水库的水文效应建设期运行期（1）调节径流（2）增加流域蒸发量（3）库区及周边地区地下水位升高2.1.3灌溉的水文效应引起河川径流量及其年内分配、流域蒸发、地下水位、灌区气温和湿度等显著变化。2.1.4沼泽疏干的水文效应河川径流量增加和沼泽地蒸发减少。2.1.5森林和水土保持的水文效应森林：减小地面径流，削减洪峰。水土保持：减小坡面水流速度，降低坡面冲刷，显著削减洪峰。2.1.6都市化和工业化的水文效应废水排放引起水体污染减少地下水补给，增加地表径流开采地下水导致地下水位下降和地面沉降2.1.7人类活动水文效应的研究方法（1）根据长期水文观测资料，进行对比分析和估算；（2）根据水平衡原理，建立水量平衡的物理或数学模型，调整模型中某项因素，估算该项因素受人类活动影响的单独效应。1水量平衡法R0=P0－E0R0——流域多年平均径流深P0——多年平均降雨量E0——多年平均蒸发量受人类活动影响后：R=P－E由于降水要素受人类影响较小，忽略后两式想减R0－R=E－E02对比分析法（1）用同一测站人类活动前后的观测或史料记载进行对比分析（2）不同流域的对比计算：选条件相同或相似的未经人类活动影响的水文测站做参照站与研究站同期资料进行对比。•流域水文模拟法基于对水文现象的认识，分析其成因及各要素之间的关系，以数学方法建立一个模型，来模拟流域的水文变化过程。2.2人类活动对水环境质量的影响人类直接或间接地把物质和能量引入水体的生产或生活活动，引起江河、湖泊、海洋和地下水等水体的水质、底泥的物理、化学性质或生物群落组成发生变化，使水体水质变坏，降低水体的使用价值，称为水污染或水环境污染。2.2.1影响水环境质量的物质来源•大气降水使大气恶化的物质主要来自矿物燃料的燃烧和工业生产，可以自然降落或在降水过程中溶解于水和被水挟带至地表水中。•农田排水农田排水实际上是非点源污染，将有机物、植物性营养物、农药等带入天然水体。•城市生活污水成为引起水体恶化的重要污染源。•工业废水生产废水、污水、尾矿坝和废液，成分复杂。•工业废渣和垃圾淋溶水成分复杂，有毒物多，威胁大。2.2.2水环境恶化的过程•溶解氧下降过程主要为有机物降解耗氧过程•水生态平衡破坏过程溶氧下降导致生态结构破坏或改变•低毒变高毒过程水体理化条件的改变使低毒化合物转化为高毒化合物•低浓度向高浓度转化过程由于物理堆积和生物富集作用，使低浓度向高浓度转化。2.2.3水环境恶化的特点•河流水环境恶化的特点（1）河流水质恶化程度随流量大小而变化（2）河流水质恶化影响范围广（3）河流水质恶化影响大（4）河流自净能力强，水质恶化易于控制2湖泊（水库）水环境恶化的特点（1）污染来源广、途径多、种类复杂（2）湖水稀释和搬运污染物质的能力弱（3）湖泊对污染物质的生物降解、累积和转化能力强3海洋水环境恶化的特点（1）污染源多而复杂（2）污染物持续性强（3）污染范围大（4）几乎无法治理4地下水环境恶化的特点（1）水质恶化过程缓慢（2）恶化方式主要为间接恶化（3）污染物浓度高（4）难治理2.3水资源开发的环境负效应2.3.1分类地质环境问题、水环境问题和生态环境问题2.3.2地表水资源开发环境负效应干旱、水土流失、洪涝灾害等1干旱：降水量下降和人类活动的共同作用•水质污染：大中城市及农业环境污染•生态环境退化：由于人类对自然资源过渡和不合理利用而造成的生态系统结构破坏、功能衰退、生物多样性减少、生产力下降、水土资源丧失等生态环境恶化现象。•荒漠化：2.3.3地下水资源开发的环境负效应•土壤盐碱化与沙漠化：0.2m土壤可溶盐类含量大于0.1％称为盐渍土•地面沉降：地球表面的海拔标高在一定时期内不断降低的环境地质现象•地面塌陷：覆盖型岩溶地区开采地下水导致的最严重环境地质灾害•地裂缝•海水入侵•其他效应：泉水断流、水源枯竭等2.4中国的水环境状况我国年均水资源总量为28124亿m3，居世界第6位，但人均水量仅为2400m3，为世界平均的25％。目前，我国有400多个城市缺水，其中100个城市严重缺水。2.4.1河流水资源质量状况分类河长占评价河长比例％58.222.76.712.425.824.38.1132149.4非汛期58.818.27.215.827.425.16.3131764.2汛期59.421.86.012.825.927.26.3133594.5全年200459.022.36.811.923.929.45.7139384.8非汛期59.619.36.614.526.427.95.3138758.4汛期60.921.36.011.827.128.75.1140496.6全年2005I～III劣V类VIVIIIIII/km评价河长水情期年度表2.12005年度全国河流水资源质量评价结果表2.22005年度水资源一级区河流水资源质量评价结果86.91.41.410.323.535.727.79927.8西北诸河区96.81.50.71.055.341.5012725.0西南诸河区71.016.34.58.226.843.50.716268.1珠江区66.615.47.710.315.444.86.45805.5东南诸河区72.514.36.17.127.939.84.838306.0长江区31.039.57.721.823.37.50.213856.4淮河区40.031.24.923.919.78.112.213228.4黄河区40.253.62.53.717.620.81.811808.1海河区36.039.510.114.415.818.71.55127.4辽河区38.619.416.325.730.17.70.813443.9松花江区60.921.36.011.827.128.75.1140496.6全国I～III劣V类VIVIIIIII分类河长占评价河长比例％评价河长/km水资源一级区2.4.2主要湖泊水库水资源质量状况2005年度对全国48个重点湖泊15210.3km2的水面评价结果显示：全年水质达到I~III类标准的湖泊17个，部分污染的12个，劣V类的12个。（1）国家重点治理的“三湖”的水资源质量太湖：我国第三大淡水湖，面积2338km2，水质均劣于III类，IV类、V类和劣V类水面比例分别为6.7%、16.3％和77.0％。滇池：云南最大的高原淡水湖泊。总体处于富营养状态。巢湖：总体处于富营养状态。（2）其他评价面积在100km2以上的湖泊水资源质量（3）城市湖泊的水资源质量：富营养化（4）湖泊营养状况评价47个湖泊中有14个处于中营养状态，34个处于富营养状态，仅泸沽湖处于贫营养状态。表2.3全国重点水库水质及营养状况评价结果（2005）76.86.34.812.123.847.35.7315非汛期77.04.54.813.731.940.94.2313汛期32.667.4079.76.63.110.633.142.24.4320全年富中贫I～III劣V类VIVIIIIII营养状况分类水库占评价水库百分比／％评价水库/个水情期全国重点水库营养状况以中富营养为主，270个湖泊中，中营养182座，富营养88座。富营养化类型及判别标准•由于影响富营养化现象的因素很复杂，在不同的生态环境条件下，水体之间富营养化的程度存在很大差别。同一水体在不同阶段也可能相差十分悬殊。为了研究富营养化演替规律，一般将富营养化现象分为贫营养型、中营养型及富营养型三种基本类型。其间又可细分出几个亚型，如特贫营养型、贫—中营养型、中—富营养型等。•富营养化现象涉及面广，因而难以制定出为化学、生态学、地学、环境学都能接受的统一分类标准。一般是选取与富营养化关系密切的参数，如湖水透明度和水色，水中N、P负荷，DO、COD、BOD以及藻类种群、生物量或叶绿素a的含量等作为评价指标，制定判别标准，区分不同类型。具体做法上有的侧重N、P营养因子；有的侧重藻类种群构成与叶绿素等生物学指标；有的选择透明度及化学性状指标。多数采用3~5种以上的参数进行综合分析。影响藻类生长的物理、化学和生物因素(如阳光、营养盐类、水温等)是极为复杂的。因此不能完全根据水中营养盐浓度来判断水体富营养化程度。目前一般采用的指标是：水体中氮质量分数超过0.2~0.3mg/L，磷质量分数大于0.01~0.02mg/L，生化需氧量大于10mg/L，pH值7—9的淡水中细菌总数每毫升超过l0万个，表征藻类数量的叶绿素一a质量分数大于10µg／L。渔业上，富营养化并不总是坏事。2.4.3省界水体水资源质量状况表2.42005年度省界水体水质状况评价结果0.00.00.0100.00.00.002西南诸河区45.427.313.613.731.813.6022珠江区19.038.123.819.119.00.06.321太湖水系38.020.320.321.422.88.9079长江区19.545.78.726.113.06.5046淮河区33.336.73.326.720.013.3030黄河区30.360.63.06.115.215.1033海河区27.354.50.018.29.118.2011辽河区50.07.17.135.850.00.0014松花江区33.334.211.021.521.110.12.1237全国I～III劣V类VIVIIIIII水质类别比例断面／个水资源一级区2.4.4地下水质量状况中国主要城市和地区地下水水质受人为活动影响较大，硝酸盐、亚硝酸盐、氨氮、氯化物含量普遍升高。东北地区：多数地区地下水水质稳定，个别城市污染严重，主要为总硬度、矿化度、硝酸盐、亚硝酸盐、氨氮、硫酸盐华北地区：地下水总体质量较差西北地区：地下水总体质量较好华东地区：地下水水质较稳定中南及华南地区：地下水水质较稳定西南地区：地下水水质稳定2.4.5城市饮水水源地水资源质量状况表2.52005年度集中式生活饮用水地表水水源地水质合格率统计表1.51.62.20.73.00.74.42.23.77.46.765.9135水库16.70.00.08.38.38.40.00.00.08.325.025.012湖泊9.30.85.11.32.12.56.44.73.88.57.647.9236河流6.81.13.91.32.62.15.53.73.97.87.853.5383全国09.9~019.9~1029.9~2039.9~3049.9~4059.9~5069.9~6079.9~7089.9~8099.9~90100水源地全年水质合格率比例分布／％个数水源地类型2.4.6废水和主要污染物排放表2.6全国废水及COD排放量年际对比90.842.2133829.5509.71339261.3221.1482.4200489.340.4129.7821.7511.91334247.6212.4460.0200386.742.1128.8782.9584.01367232.3207.2439.5200283.941.3125.2797.3607.51405230.3202.6433.02001------740.5704.51445220.9194.2415.22000------697.2691.71389203.8197.3401.11999生活工业合计生活工业合计生活工业合计氨氮排放量／万tCOD排放量／万t废水排放量／亿t项目年度2.4.7水污染事故1松花江水污染事故2005年11月13日下午13时40分，吉林市中石油吉化公司双苯厂爆炸着火泄漏，导致松花江污染。•长沙铬盐厂铬渣污染事件2003年该厂关闭，但累积